Полиамид — синтетическое волокно¶

Полиамид — это синтетическое волокно (искусственная ткань), получаемое из синтетических полимеров, содержащих в молекуле амидные связи (−CO−NH−). К полиамидам относятся нейлон, капрон, анилон и ряд других материалов. Натуральных полиамидов в природе не существует — все промышленно выпускаемые полиамидные волокна являются продуктом химического синтеза. Однако к этой группе также условно причисляют шёлк, шерсть и кератиновые волокна, которые содержат амидные связи в природных белковых молекулах, но в текстильной промышленности и торговле термин «полиамид» почти всегда означает синтетическую ткань.

¶Химическая природа

Полиамиды относятся к классу линейных высокомолекулярных соединений, в основной цепи которых аминокислотные звенья соединены амидной группой. Метод получения — поликонденсация или полимеризация. Наиболее распространённый промышленный полиамид — полиамид-6,6 (нейлон-6,6), синтезируемый из адипиновой кислоты и гексаметилендиамина, и полиамид-6 (капролактам), получаемый из капролактама.

Высокая прочность амидной связи и способность молекул образовывать водородные связи между цепями придают полиамиду характерные свойства:

• высокую механическую прочность на разрыв и истирание;
• эластичность и упругость;
• устойчивость к износу;
• низкое водопоглощение по сравнению с целлюлозными волокнами;
• хорошую стойкость к органическим растворителям.

¶Производство

Промышленный выпуск полиамидных волокон начался в 1930-х годах. В 1935 году компания DuPont синтезировала нейлон-6,6, а в 1938 году началось его промышленное производство под торговой маркой Nylon. В СССР производство полиамидных волокон было развёрнуто в 1940-е годы: в 1949 году на Куйбышевском химкомбинате (сегодня «Куйбышевазот») было начато производство капрона (полиамид-6), а анилон (полиамид-610) выпускался на Ярославском заводе синтетического волокна.

В России основные производители полиамидных нитей — «Куйбышевазот» (Самара), «Химволокно» (Могилёв, Беларусь), группа компаний «Камтек». Волокно получают методом melt spinning — расплав полимера продавливают через фильеры (металлические пластины с отверстиями), а полученные нити охлаждают и натягивают.

¶Виды полиамидных тканей

¶Свойства полиамидной ткани

Полиамидная ткань обладает рядом характеристик, определяющих её широкое применение:

• Прочность. Разрывная прочность капроновой нити в 2–3 раза выше хлопковой.
• Износостойкость. Полиамид в 10–20 раз износостойче хлопка.
• Лёгкость. Плотность полиамида около 1,14 г/см³, что позволяет создавать лёгкие изделия.
• Эластичность. Волокно хорошо тянется и восстанавливает форму.
• Гигроскопичность. Низкая (около 4–4,5 %), ткань быстро сохнет, но хуже впитывает влагу по сравнению с хлопком.
• Термостойкость. Плавится при 215–225 °C, поэтому изделия требуют бережного ухода при стирке.

К недостаткам относят накопление статического электричества, снижение прочности при длительном увлажнении (до 10–15 %) и склонность к «зарастанию» — образованию катышков при трении.

¶Применение

Полиамидные волокна применяются в широком спектре отраслей:

• Текстильная промышленность. Производство чулков, колготок, носков, трикотажа, спортивной одежды, обивочных тканей.
• Шинная промышленность. Корд капрон применяется в каркасе автомобильных шин.
• Ковровое производство. Капроновое волокно — основа для ковровых покрытий.
• Парашютное дело. Из полиамидных тканей шьют купола парашютов.
• Рыболовное хозяйство. Производство сетей и лесов из капроновой нити.
• Медицина. Хирургические нити, протезные материалы.
• Армия и спецодежда. Бронежилеты из арамидных волокон (кевлар).

¶Отличие от натуральных волокон

Главное отличие полиамида от натуральных тканей (хлопка, льна, шерсти) — синтетическое происхождение полимера. Натуральные волокна получают из растительного или животного сырья, а полиамид синтезируют из нефтехимических продуктов. Визуально полиамид можно отличить по характерному лёгкому блеску нити, гладкой поверхности и способности плавиться (а не гореть) при нагревании. При поджигании полиамид плавится, образуя плотный шарик, и выделяет характерный запах.

В то же время белковые натуральные волокна — шёлк, шерсть — по химической структуре также являются полиамидами (их молекулы содержат амидные связи), однако в обиходе и в текстильной классификации к полиамидам их не относят.

¶Экология

Полиамид не подвергается биологическому разложению, что создаёт экологические проблемы при утилизации. При стирке синтетических тканей в воду попадают микроволокна полиамида, которые являются источником микропластика. В России и мире разрабатываются технологии переработки полиамидных отходов — механической (для получения волокна повторного использования) и химической (для восстановления мономера).

¶Источники

• Губкин С. Н. «Химия волокнистых веществ»
• Меркулова И. П. «Химия и технология химических волокон»
• Тимофеев В. Н. «Справочник по химии и технологии химических волокон»
• Башаров М. П. «Материаловедение в машиностроении»